DE19541441A1

DE19541441A1 - Vorrichtung zur Verringerung von elektromagnetischer Strahlung von einer diffenenzabhängig betriebenen Übertragungsleitung, die für hohe Datenraten-Übermittlung in einem Computer-Tomographie-System verwendet wird

Info

Publication number: DE19541441A1
Application number: DE19541441A
Authority: DE
Inventors: Daniel David Harrison
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1994-12-05
Filing date: 1995-11-07
Publication date: 1996-06-13
Also published as: CN1094748C; US5646962A; JPH08294481A; IL116073A; IL116073A0; CN1129095A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf Computer-Tomographie (CT) und insbesondere auf eine Vorrichtung zur Verringerung von elektromagnetischer Strahlung von einer differenzabhängig betriebenen Übertragungsleitung, die für hohe Datenraten-Übermittlung in einem Computer-Tomographie(CT)- System verwendet wird.

Computer-Tomographie(CT)-Systeme verwenden typischerweise einen Rotations-Rahmen oder ein Faßlager (gantry) um mehrere Röntgenstrahl-Bilder oder Ansichten bei verschiedenen Drehwin keln zu erhalten. Jeder Satz von Bildern wird im Stand der Technik als ein "Schnitt" bezeichnet. Ein Patient oder ein le bloses Objekt werden im allgemeinen in einer zentralen Öffnung des Rotations-Rahmens auf einem Tisch positioniert, der axial beweglich ist, so daß es auch möglich ist, jeweilige Schnitte bei mehreren axialen Positionen zu erhalten. Jeder der erhalte nen Schnitte wird dann in einem Computer entsprechend einem vorbestimmten Logarithmus verarbeitet, um verbesserte Bilder für diagnostische oder Untersuchungs-Zwecke zu erzeugen.

Der Rotations-Rahmen enthält eine Röntgenstrahl-Quelle, ein Detektoreinrichtungsfeld und erforderliche Elektronik zur Er zeugung von Bildaten für jede Ansicht. Ein Satz von stationärer Elektronik wird verwendet, um "Roh-Bilddaten" in die verbes serte Form zu verarbeiten. So ist es erforderlich, eine Über mittlung von Bilddaten zwischen dem Rotations-Rahmen und einem stationären Rahmen des Computer-Tomographie(CT)-Systems zu ermöglichen.

Die Datenrate für die Übermittlung zwischen dem stationären und dem Rotations-Rahmen ist ein wichtiger Faktor, da es wünschens wert ist, die gewünschten Ansichten so schnell wie möglich zu erhalten, um die Unbequemlichkeit für den Patienten zu verrin gern und/oder die Ausnützung der Ausrüstung möglichst groß zu machen. In derzeitigen Computer-Tomographie(CT)-Systemen umfaßt eine einzelne Ansicht typischerweise ca. 800 Erfassungskanäle mit einer 16 bit-Darstellung für jede einzelne Erfassungskanal- Ausgabe (d. h. 12,8 Kbit pro Ansicht) und wird typischerweise 1000 mal pro Sekunde wiederholt, was zu einem Nettodatenraten- Erfordernis von ca. 13 Megabit pro Sekunde (Mbit/s) nur für Bilddaten führt. Zukünftige Computer-Tomographie(CT)-Systeme, die fähig sind gleichzeitig mehrere Bildschnitte zu erzeugen, indem sie vier, acht oder sechzehn mal so viele Erfassungskanäle verwenden, werden das Datenraten-Erfordernis auf über 150 Mbit/s nur für Bilddaten erhöhen.

Bisherige Computer-Tomographie(CT)-Systeme verwendeten Bürsten und Schleifringe zum elektrischen Verbinden des Rotations- Rahmens mit dem stationären Rahmen. Jedoch litten im allgemei nen Computer-Tomographie(CT)-Systeme, die Bürsten und Schleif ringe zur Übermittlung verwendeten, an auffälligen Beschränkun gen bei den erreichbaren Datenraten. Dies liegt an der be trächtlichen Zeit, die erforderlich ist, um die Signale rund um die kreisförmigen Schleifringe auszubreiten. Bei den gewünsch ten Datenraten ist die elektrische Pfadlänge rund um die Ringe ein nennenswerter Bruchteil einer Bit-Periode, so daß sich in entgegengesetzten Richtungen rund um die Ringe ausbreitende elektromagnetische Wellen am Empfangspunkt zu im wesentlichen verschiedenen Zeitpunkten in einer Bit-Periode eintreffen kön nen, was zu einem verfälschten Empfang führt.

US-Patent No. 5 208 581, erteilt an A.K. Collins, das auf den Anmelder der vorliegenden Erfindung übergegangen ist, offenbart einen anderen Typ von Faßlager, bei dem Bürsten und Schleifrin ge für die Übermittlung verwendet werden. Obwohl der Entwurf von Collins eine relativ hohe Übermittlungsgeschwindigkeit zwi schen dem stationären und dem Rotations-Rahmen ermöglicht, bleibt die Tatsache bestehen, daß die Verwendung von Kontakt- Bürsten und -Ringen von Natur aus gewisse Nachteile mit sich bringt. Beispielsweise verursacht der mechanische Kontakt zwi schen den Bürsten und Ringen Abnutzung, die es erforderlich macht, derartige Bürsten und Ringe periodisch auszutauschen, um eine zuverlässige Übermittlung beizubehalten. Desweiteren un terstützt der Schleifring-Entwurf von Collins höhere Datenraten nicht, wie sie für Mehrschnitt-Computer-Tomographie(CT)-Syste me erforderlich sind.

Andere Computer-Tomographie(CT)-Systeme verwendeten einen opti schen Daten-Übermittlungsabschnitt zwischen dem stationären und dem Rotations-Rahmen. Obwohl ein Entwurf eines optischen Daten- Übermittlungsabschnitts typische Nachteile von Schleifringen und Bürsten vermeidet, erfordert ein derartiger optischer Ent wurf Optik, die unter genauen Vorschriften hergestellt werden muß und die beim Betrieb eine beträchtliche räumliche Ausrich tung erfordert, um zuverlässige optische Kopplung entlang dem relativ langen Umfang des Rotations-Rahmens zu erhalten.

Dies führt zu hohen Kosten und es ist daher wünschenswert, ein Computer-Tomographie(CT)-System mit einem verbesserten Daten- Übermittlungsabschnitt zu schaffen, das bei geringen Kosten eine zuverlässige, hohe Datenraten-Übermittlung zwischen dem stationären und dem Rotations-Rahmen des Computer-Tomographie (CT)-Systems ermöglicht.

Desweiteren ist es wünschenswert einen Daten-Übermittlungsab schnitt zwischen dem stationären Rahmen und dem Rotations- Rahmen zu schaffen, der im Hinblick auf elektromagnetische Strahlungsinterferenz robust ist, wie sie beispielsweise typi scherweise in einer Krankenhausumgebung durch tragbare Telepho ne bzw. "Piepser" (cellular telephone), Defibrillationsvorrich tungen, Operationssägen (surgical saws) erzeugt wird und auch von jedem Computer-Tomographie(CT)-System erzeugtes elektri sches Rauschen. Außerdem ist es auch wünschenswert, den Pegel von elektromagnetischer Energie zu verringern, die von einem derartigen Daten-Übermittlungsabschnitt abgestrahlt wird, um behördliche Bestimmungen, wie beispielsweise durch die Federal Communication Commission und/oder ausländische Regierungen er lassene Bestimmungen, zu erfüllen. Wie in der US-Patentanmel dung Serien-Nr. 08/307 120, angemeldet am 16. September 1994, beschrieben, bilden eine Übertragungsleitung und ein Koppler oder ein Meßfühler bzw. eine Sonde eine Einrichtung zum Bilden eines derartigen Übermittlungsabschnitts für hohe Datenraten. Wie weiter in der US-Patentanmeldung Serien-Nr. 08/307 118, angemeldet am 16. September 1994, beschrieben, ermöglichen eine differenzabhängig betriebene Übertragungsleitung und ein Kopp ler im wesentlichen elektromagnetische Strahlung rund um den Koppler zu vermeiden. Obwohl die differenzabhängigen Techniken in der Anmeldung Serien-Nr. 08/307 118 vorteilhaft einige elek tromagnetische Strahlung rund um den Koppler verringern, so wie sich der Koppler relativ zur Übertragungsleitung bewegt, ist es wünschenswert die Lecksignale aufgrund von mechanischer Feh lausrichtung zwischen der Übertragungsleitung und dem Koppler während einer relativen Bewegung zwischen der Übertragungslei tung und dem Koppler zu verringern. Jede der vorstehend angege benen US-Patentanmeldungen ist auf den Anmelder der vorliegen den Erfindung übergegangen.

Allgemein gesagt erfüllt die vorliegende Erfindung die vorste henden Erfordernisse, indem sie eine Vorrichtung zur Verringe rung von elektromagnetischer Strahlung von einer differenzab hängig betriebenen Übertragungsleitung, die für hohe Daten raten-Übermittlung in einem Computer-Tomographie(CT)-System verwendet wird. Die Vorrichtung umfaßt eine Trägererzeugungs einrichtung zur Erzeugung erster und zweiter Trägersignale mit anpaßbarem Phasenverschiebungswinkel zwischeneinander anspre chend auf ein extern gewonnenes, daran angelegtes Steuersignal, und eine Modulationseinrichtung, wie beispielsweise symmetri sche Modulatoren, die jeweils mit der Trägererzeugungseinrich tung gekoppelt sind, um die ersten und zweiten Trägersignale zu empfangen und ein extern gewonnenes Datensignal zu empfangen, wie beispielsweise Bilddaten, um erste und zweite modulierte Ausgangssignale zu erzeugen, die eine veränderliche Phasenwin keldifferenz zwischeneinander in Übereinstimmung mit der Pha senverschiebung zwischen den ersten und zweiten Trägersignalen besitzen. Die Phasenwinkeldifferenz ist ausgewählt, um im we sentlichen die Bildung von Lecksignalen aufgrund von Fehlaus richtung zu vermeiden, die zwischen dem Koppler und der Übertragungsleitung während einer relativen Bewegung dazwischen auftreten kann, wodurch elektromagnetische Strahlung zwischen der Übertragungsleitung und dem Koppler verringert wird.

Die Merkmale der vorliegenden Erfindung, die neu sind, sind ausführlich in den Ansprüchen angegeben. Die Erfindung selbst jedoch, sowohl die Vorrichtung als auch das Verfahren, zusammen mit weiteren Aufgaben und Vorteilen können anhand der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung am besten ver standen werden, wobei dieselben Bezugszeichen entsprechende Teile in der Zeichnung bezeichnen.

Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Computer- Tomographie(CT)-Systems, das die vorliegende Erfindung anwendet,

Fig. 2 eine vereinfachte schematische Darstellung einer erfin dungsgemäßen Vorrichtung zur Verringerung elektromagnetischer Strahlung einschließlich einer durch die Vorrichtung betriebe nen Differenz- bzw. Differential-Übertragungsleitung, und einen Differenz- bzw. Differential-Koppler,

Fig. 3 einen Schnitt durch einen Mikrostreifen bzw. eine Mi krostreifenleiter, der für die differenzabhängig betriebene Übertragungsleitung und/oder den Differenz-Koppler verwendet werden kann, die in Fig. 2 gezeigt sind,

Fig. 4 einen schematische Darstellung, die weitere Details ei nes ausgewählten Ausführungsbeispiels der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung zeigt,

Fig. 5 eine schematische Ansicht, die weitere Details eines anderen ausgewählten Ausführungsbeispiels der in Fig. 2 gezeig ten Vorrichtung zeigt, und

Fig. 6 eine schematische Ansicht eines beispielhaften Empfän gers, der praktisch zum Empfangen von von einer erfindungsgemä ßen Vorrichtung übertragenen Signalen verwendet werden kann.

Wie in Fig. 1 gezeigt, besitzt ein zur Erzeugung von Bildern von zumindest einem interessierenden Bereich der menschlichen Anatomie verwendetes Computer-Tomographie(CT)-System einen Pa tiententisch 10, der innerhalb der Öffnung 11 eines im allge meinen ringförmigen Rotations-Rahmens oder Faßlagers 15 mit einem bestimmten Umfang, z. B. einem Außenumfang 16, positio niert werden kann. Ein stationärer Rahmen wird praktischerweise verwendet, um den Rotations-Rahmen 15 zu unterstützen. Eine Quelle von Abbildungsenergie 13, die bevorzugterweise hoch koi limierte Röntgenstrahlen erzeugt, ist an dem Rotations-Rahmen 15 auf einer Seite seiner Öffnung 11 befestigt, und ein Erfas sungseinrichtungsfeld 14 ist auf der anderen Seite der Öffnung befestigt. Der Rotations-Rahmen 15 zusammen mit der Röntgenstrahl-Quelle 13 und dem Erfassungseinrichtungsfeld 14 wird während einer Abtastung des Patienten um die Öffnung 11 gedreht, um Röntgenstrahl-Dämpfungsmessungen für viele ver schiedene Winkel über einen Bereich von zumindest 180° Umdre hung zu erhalten. Das Erfassungseinrichtungsfeld 14 kann viele Reihen umfassen, von denen jede ca. 800 Erfassungskanäle ent lang ihrer Länge besitzen. Die einzelnen Ausgaben jedes Kanals im Erfassungseinrichtungsfeld 14 sind mit einem Datenerfas sungssystem DAS (nicht gezeigt) verbunden. Wenn sie abgetastet wird, wird jede Kanalausgabe durch das Datenerfassungssystem DAS beispielsweise in einen 16 Bit Digitalwert umgewandelt, der die Röntgenstrahl-Intensität darstellt.

Der Rotations-Rahmen 15 enthält weiterhin zusätzliche rahmenei gene (onboard) Elektronik (nicht gezeigt), die zusammen mit dem Rotations-Rahmen 15 rotiert. Die rahmeneigene Elektronik ist im wesentlichen eine Nebeneinrichtung des stationären Elektronik systems 30, das getrennt vom Rotations-Rahmen 15 angeordnet ist. Das stationäre Elektroniksystem 30 ist ein computerge stütztes System zum Erteilen von Befehlen an die rahmeneigene Elektronik auf dem Rotations-Rahmen 15 und zum Empfangen der sich ergebenden Bilddaten über geeignete elektrische Zufüh rungsdrähte zum stationären Rahmen 12, um eine Verarbeitung der empfangenen Bilddaten durchzuführen.

Die vorliegende Erfindung ist auf eine Vorrichtung zur Verrin gerung von elektromagnetischer Strahlung von einer differenzab hängig betriebenen Übertragungsleitung zum Bilden hoher Datenraten-Übermittlung in einem Computer-Tomographie(CT)- System gerichtet. Die hohe Datenraten-Übermittlung wird kon taktlos zwischen dem Rotations-Rahmen und dem stationären Rah men über eine Hochfrequenz-Kopplung zwischen der differenzab hängig betriebenen Übertragungsleitung und einem Differenz- bzw. Differentialkoppler durchgeführt. Dies vermeidet vorteil haft die Verwendung von Schleifringen und Bürsten und ermög licht eine kontinuierliche Rotation des Rotations-Rahmens 15. Wie vorstehend diskutiert, erfordern Mehrschnitt-Computer- Tomographie(CT)-Systeme eine hohe Datenraten-Übermittlung, die zuverlässig und in Übereinstimmung mit elektromagnetischen Emissions-Bestimmungen ist. Die vorliegende Erfindung ermög licht vorteilhaft eine derartige hohe Datenraten-Übermittlung (z. B. über 150 Mbit/s), während Strahlung oder ein Lecken von elektromagnetischer Energie verringert wird, wie es beispiels weise aufgrund von mechanischer Fehlausrichtung zwischen der Übertragungsleitung und dem Koppler entstehen kann, d. h. der relativen Fehlausrichtung dazwischen. Diese hohe Datenraten- Übermittlung wird praktischerweise ohne die Verwendung von Bür sten oder Schleifringen und ohne die Verwendung von kostspie ligen optischen Einrichtungen durchgeführt. Desweiteren ermög licht die vorliegende Erfindung eine zuverlässige und kostenef fektive hohe Datenraten-Übermittlung trotz des relativ langen Umfangs (ca. 13 Fuß = 3,9624 m) des Rotations-Rahmens 15.

In der nachstehenden Diskussion wird angenommen, daß jede Über mittlung zwischen dem Rotations-Rahmen 15 und dem stationären Rahmen 12 seriell durchgeführt wird, d. h. parallele in serielle Daten für die Übertragung und umgekehrt für den Empfang umgewandelt werden, wobei wohlbekannte Multiplex-Techniken ver wendet werden. Dies wird derart durchgeführt, daß nur ein ein zelner Bit-Strom übertragen werden muß, obwohl für Fachleute offensichtlich sein sollte, daß eine Vielzahl paralleler Pfade entsprechend der vorliegenden Erfindung verwendet werden könn te. In jedem Fall können Mehrpegel- oder Mehrphasen-Kodier techniken verwendet werden, um die maximal verfügbare Datenrate weiter zu erhöhen.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist eine differenzabhängig betriebene Übertragungsleitung 40 mit dem Rotations-Rahmen 15 (Fig. 1) verbunden und im wesentlichen rund um den Rotations-Rahmen 15 angeordnet, beispielsweise rund um den Umfang des Rotations- Rahmens 15. Ahnlich kann die Übertragungsleitung praktischer weise mit dem Kreisring des Rotations-Rahmens 15 verbunden wer den, d. h. die Oberfläche kann mit konzentrischen Kreisen in dem Rotations-Rahmen 15 verbunden werden, beispielsweise mit dem konzentrischen Kreis, der die Öffnung 11 definiert, und dem größeren konzentrischen Kreis, der den Umfang 16 hat. Weiterhin wird bevorzugt, daß die Übertragungsleitung nicht auf kreisför mige geometrische Anordnungen beschränkt ist, da andere als kreisförmige geometrische Anordnungen ebenso aus der vorliegen den Erfindung Nutzen ziehen können. Als Beispiel umfaßt die Übertragungsleitung 40 jeweilige einzelne Segmente 50 und 60, die jedes ein jeweiliges erstes Ende 52 und 62 und ein jeweili ges zweites Ende 54 und 64 besitzen. In Fig. 2 ist jedes jewei liges einzelne Segment durch Doppellinien (twin lines) darge stellt, wie in Fig. 3 als Beispiel gezeigt, jedoch ist dies nicht als Einschränkung gedacht, wobei jedes der einzelnen Seg mente elektromagnetisch gekoppelte Mikrostreifenleiter-Über tragungsleitungen umfaßt, die jeweilige Signalleiter besitzen, um jeweilige Signale weiterzuleiten, die zueinander genügend phasenungleich sind, um im wesentlichen Lecksignale aufgrund von Fehlausrichtung zwischen jeweiligen Übertragungsleitungs segmenten und dem Koppler zu aufzuheben, d. h. jedes Segment kann gekoppelte Mikrostreifenleiter-Übertragungsleitungen um fassen, die differenzabhängig und anpassungsfähig betrieben werden, wie kurz hiernach erklärt werden wird, um eine wesent liche Aufhebung von irgendwelchen derartigen Lecksignalen zu erreichen. Bevorzugterweise besitzt jedes einzelne Segment 50 und 60 eine jeweilige elektrische Länge, die derart gewählt ist, daß ein an jedes jeweilige erste Ende 52 und 62 angelegtes moduliertes Signal eine vorbestimmte Zeitverzögerung bis zur Ankunft an jedem jeweiligen zweiten Ende 54 und 64 besitzt. Es wird geschätzt, daß, wenn die jeweiligen elektrischen Längen für Segmente 50 und 60 im wesentlichen einander ähnlich sind, die vorstehend beschriebene Segment-Anordnung in einem modu lierten Signal resultiert, das an jedem jeweiligen zweiten Ende mit einer im wesentlichen ähnlichen Zeitverzögerung zueinander ankommt.

Fig. 2 zeigt weiterhin eine Vorrichtung 70, die vorteilhaft und erfindungsgemäß eine Verringerung von elektromagnetischer Strahlung von der differenzabhängig betriebenen Übertragungs leitung ermöglicht. Als Beispiel kann die Vorrichtung 70 prak tischerweise auf dem Rotations-Rahmen 15 als ein Teil der rah meneigenen Elektronik befestigt werden. Die Vorrichtung 70 ent hält eine Trägererzeugungseinrichtung 72, die entworfen ist, um erste und zweite Trägersignale ω_c1 und ω_c2 zu erzeugen, die einen einstellbaren oder veränderbaren Phasenverschiebungswinkel zwischeneinander besitzen. Bevorzugterweise wird der Phasenver schiebungswinkel ansprechend auf ein extern gewonnenes Steuer signal sogleich eingestellt oder verändert, wie beispielsweise ein Phasenwinkel-Steuersignal, das durch eine geeignete Steuer einrichtung 74 gebildet wird. Es wird geschätzt, daß ein ein stellbarer Phasenverschiebungswinkel zwischen dem ersten und dem zweiten Trägersignal ω_c1 und ω_c2 wünschenswert ist, um Feh lausrichtung, die während relativer Bewegung zwischen der Über tragungsleitung und dem Meßfühler bzw. der Sonde aufgetreten ist, elektrisch zu kompensieren. Wie vorstehend vorgeschlagen, ist es-wünschenswert, derartige Fehlausrichtung zu kompensie ren, da der Betrieb des Übermittlungsabschnitts zwischen der Übertragungsleitung und dem Meßfühler bzw. der Sonde aufgrund von Lecksignalen verschlechtert sein kann, die aufgrund von Koppler- und/oder von Übertragungsleitungs-Ausrichtungsfehlern entstehen können. Es ist für Fachleute offensichtlich, daß, wenn eine mechanische Fehlausrichtung von Null an jeder Faßlager-Winkelposition zwischen der Übertragungsleitung und dem Koppler vorliegt, dann der gewünschte Phasenverschiebungs winkel zwischen dem ersten und dem zweiten Trägersignal bei spielsweise im wesentlichen 180° an jeder Faßlager-Winkelpo sition betragen würde und keine Phasenwinkel-Abweichung oder -Verschiebung von 180° erforderlich sein würde. Jedoch ist es in der tatsächlichen Praxis typisch, daß eine gewisse Fehl ausrichtung zwischen der Übertragungsleitung und dem Koppler auftritt und somit wird der Phasenverschiebungswinkel zwischen dem ersten und dem zweiten Träger bevorzugt anpassungsfähig um andere Winkel als 180° eingestellt oder verändert, um irgendei ne derartige Fehlausrichtung geeignet zu kompensieren. Es kann gezeigt werden, daß eine derartige Fehlausrichtung im wesentli chen als eine Funktion der Faßlager-Winkelposition wiederholbar ist, d. h. die relative Fehlausrichtung zwischen der Übertra gungsleitung und dem Koppler kann einfach als eine Funktion der Faßlager-Winkelposition gekennzeichnet oder gemessen werden. Beispielsweise können Fehlausrichtungsmessungen in der Steuer einrichtung 74 vorgespeichert werden oder alternativ könnte die Steuereinrichtung mit einer (nicht gezeigten) Sensoreinrichtung gekoppelt werden, die praktisch in Echtzeit die Fehlausrichtung zwischen der Übertragungsleitung und dem Koppler als eine Funk tion der Faßlager-Winkelposition mißt. In jedem Fall bildet die Steuereinrichtung 74 auf der Grundlage von geeignet erhaltenen Fehlausrichtungsmessungen ein Steuersignal zum anpassungsfähi gen Verändern des Phasenverschiebungswinkels zwischen dem er sten und dem zweiten Trägersignal, um eine Fehlausrichtung zwi schen der Übertragungsleitung und dem Koppler elektrisch zu kompensieren und somit elektromagnetische Strahlung oder Lecken von der Übertragungsleitung und dem Koppler zu verringern. Eine Modulationseinrichtung, wie symmetrische Modulatoreinrichtungen 76₁ und 76₂ sind jeweils mit der Trägererzeugungseinrichtung 72 gekoppelt, um erste und zweite Trägersignale ω_c1 und ω_c2 zu Empfangen und Eingabedaten zu empfangen, wie beispielsweise Bilddaten oder ähnliches, um erste und zweite modulierte Ausga besignale M₁ und M₂ mit einem veränderlichen Phasenwinkel- Differential zwischeneinander in Übereinstimmung mit der Pha senverschiebung zwischen dem ersten und zweiten Trägersignal zu erzeugen. Beispielsweise, wenn der Phasenverschiebungswinkel zwischen den Trägersignalen ω_c1 und ω_c2 (180° + Δ°) beträgt, dann würden die ersten und zweiten modulierten Ausgabesignale M₁ und M₂ ähnlich dasselbe Phasenwinkel-Differential zwischen einander besitzen. Wie vorstehend vorgeschlagen wird das Phasenwinkel-Differential anpassungsfähig ausgewählt, um im wesentlichen eine Bildung von Lecksignalen aufgrund von Fehl ausrichtung zu vermeiden, die zwischen dem Koppler und der Übertragungsleitung während relativer Bewegung dazwischen auf tritt. Derart erlaubt die Vorrichtung 70 praktisch eine Verrin gerung von elektromagnetischer Strahlung rund um den Koppler, so wie sich der Koppler relativ zur Übertragungsleitung bewegt. Die jeweiligen ersten und zweiten Trägersignale können in der Modulatoreinrichtung 76₁ und 76₂ moduliert werden, indem irgen deine aus einer Anzahl von ohne weiteres verfügbaren Modulati onstechniken verwendet wird, wie beispielsweise die gleitende Frequenzumtastung (frequency shift keying (FSK)) oder ähnli ches. Zusätzliche Details von verschiedenen Pulscodemodula tionstechniken, die in den Modulatoreinrichtungen 76₁ und 76₂ sogleich verwendet werden könnten, sind in Kapitel 6 des Buchs mit dem Titel "Principles of Communication Systems" von H. Taub und D.L. Schilling offenbart, veröffentlicht von der McGraw- Hill Book Company. Die ersten und zweiten von den Modulatorein richtungen 76₁ und 76₂ zugeführten modulierten Signale können sogleich durch ein geeignetes Teilungsnetzwerk 78 in einen oder mehrere Sätze von modulierten Differenz- bzw. Differentialsigna len aufgespalten oder aufgeteilt werden. Beispielsweise, wie in Fig. 2 gezeigt, werden die ersten und zweiten modulierten Si gnale in zwei jeweilige Sätze von modulierten Differenz- bzw. Differentialsignalen aufgespalten, so daß ein Differenz- bzw. Differentialsignalsatz einem der jeweiligen Übertragungslei tungssegmente zugeführt wird, während der andere Differenz- bzw. Differentialsignalsatz dem anderen der Übertragungsleitungssegmente zugeführt wird. Weiterhin kann irgendeine gewünschte Signalaufbereitung, wie beispielsweise Verstärkung und Impedanzanpassung, bereits in einer Signalauf bereitungsschaltung (nicht gezeigt) gebildet werden, die Anpas sungswiderstände enthalten kann, die einen bestimmten ausge wählten Widerstandswert besitzen, um die Impedanzcharakteristik der jeweiligen Übertragungsleitungssegmente anzupassen. Wie in Fig. 2 gezeigt, ist jeder modulierte Differenz- bzw. Differen tialsignalsatz vom Teilungsnetzwerk 78 jeweils mit jedem jewei ligen ersten Ende 52 und 62 verbunden. Ähnlich ist jedes jewei lige zweite Ende 54 und 64 jeweils mit Abschlußwiderständen 80 und 82 verbunden, die einen vorbestimmten Widerstandswert be sitzen, der ausgewählt ist, um die Reflektionsenergie in ein zelnen Übertragungsleitungssegmenten 50 und 60 zu minimieren. Andere Anordnungen können verwendet werden, bei denen, obwohl ein gewisser Unterschied in der Zeitverzögerung zwischen ein zelnen Segmenten besteht, ein derartiger Zeitverzögerungsunter schied abhängig von der speziellen Anwendung toleriert werden kann. Beispielsweise könnte einer der Differenz- bzw. Differen tialsignalsätze jeweils mit jedem jeweiligen zweiten Ende 64 anstelle von jedem ersten Ende 62 verbunden werden, und die Abschlußwiderstände 82 könnten jeweils mit jedem ersten Ende 62 anstelle jedem zweiten Ende 64 verbunden werden. In diesem Fall könnte, obwohl eine vorbestimmte Zeitverzögerung zwischen den einzelnen Segmenten existieren würde, eine derartige Zeitverzö gerung bei gewissen Anwendungen akzeptabel sein.

Einzelne Segmente 50 und 60 werden bevorzugt derart angeordnet, daß jeweilige erste Enden von irgendwelchen auseinanderfolgen den Segmenten im wesentlichen zueinander benachbart sind und jeweilige zweite Enden von irgendwelchen zwei aufeinanderfol genden Segmenten im wesentlichen zueinander benachbart sind. Die Spaltgröße zwischen irgendwelchen zwei aufeinanderfolgenden Segmenten sollte relativ zur Trägerwellenlänge klein sein. Bei spielsweise ca. 3,175 mm (= 1/8 inch) für einen 750 MHz Trä ger. Diese Anordnung erlaubt bequem, Zeitverzögerungs-Unter brechungen zwischen irgendwelchen von den jeweiligen einzelnen Segmenten, die den Rotations-Rahmen umgeben, zu vermeiden. Dies ermöglicht einen effektiven Kopplungsvorgang zwischen der Über tragungsleitung und dem Koppler bei allen Drehwinkeln. Wie in Fig. 2 gezeigt, kann jedes der zwei einzelnen Segmente 50 und 60 entworfen werden, um sich in einem jeweiligen Winkel von ca. 180° rund um den Umfang des Rotationsrahmens gegenüberzuliegen. Im allgemeinen wird es geschätzt, daß eine Anzahl von N einzel nen Segmenten, wobei sich jedes jeweils in einem Winkel von 360°/N rund um den Umfang des Rotations-Rahmens gegenüberliegt, wobei N eine vorbestimmte gerade Zahl ist, in alternativen Aus führungsbeispielen der vorliegenden Erfindung gleich wirksam sein wird, da das modulierte Differenz- bzw. Differentialsignal (d. h. das Nettoergebnis der jeweiligen modulierten Signale, die anpassungsfähig phasenungleich zueinander sind) in jedem Fall zum Empfang irgendwo entlang dem Umfang des Rotations-Rahmens einschließlich irgendwelcher Spalte zwischen irgendeinem der N einzelnen Segmente verfügbar ist. Wie vorstehend vorgeschlagen, kann es Anwendungen geben, die einen vorbestimmten Zeitverzöge rungsunterschied zwischen den einzelnen Segmenten tolerieren können. In diesem Fall muß die N Anzahl der einzelnen Segmente nicht auf eine gerade Anzahl beschränkt werden, da eine vorbe stimmte ungerade Anzahl von einzelnen Segmenten, einschließlich eines einzelnen Segments, effektiv für Anwendungen verwendet werden könnte, die einen derartigen Zeitverzögerungsunterschied tolerieren. Der vorstehende Aufbau für die einzelnen Segmente unterstellt, daß jedes Segment aus einem Material gemacht ist, daß eine im wesentlichen ähnliche dielektrische Konstante be sitzt. Jedoch ist offensichtlich, daß Segmentmaterialien mit bestimmten verschiedenen dielektrischen Konstanten auch prak tisch verwendet werden können.

In diesem Fall muß der gegenüberliegende Winkel durch jedes jeweilige einzelne Segment nicht identisch zueinander sein.

Fig. 2 zeigt weiterhin einen Differenz- bzw. Differentialkopp ler 100, der mit dem stationären Rahmen 12 (Fig. 1) verbunden ist und genügend nahe zu der differenzabhängig betriebenen Übertragungsleitung ist, um eine Hochfrequenzkopplung dazwi schen durchzuführen, um das modulierte Differentialsignal zu empfangen, das an die jeweiligen einzelnen Segmente angelegt wird. Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Hoch frequenzkopplung" auf kontaktlose Übertragung von Energie durch elektromagnetische Strahlung bei Hochfrequenzen.

Es ist erkennbar, daß der Koppler 100 eine vorbestimmte Längen dimension entlang einer Kopplerachse 102 besitzt, die bei spielsweise im wesentlichen parallel relativ zu den einzelnen Segmenten 50 und 60 ist. Die Kopplerlängendimension ist prakti scherweise so gewählt, daß sie genügend kurz ist, um im wesent lichen frequenzabhängige gerichtete Kopplungseffekte zu vermei den, und daß sie genügend lang ist, um wesentliche Signalver ringerung im Koppler 100 zu vermeiden, wann auch immer der Koppler irgendeinen Spalt zwischen jeweiligen der individuellen Segmente passiert. Wie durch Pfeile 104 und 106 veranschau licht, breitet sich das an die jeweiligen Segmente 50 und 60 angelegte modulierte Differenz- bzw. Differentialsignal in ent gegengesetzte Richtungen aus und, um somit blinde Punkte nahe irgendeinem der Spalte zu verhindern, besitzt der Koppler 100 bevorzugterweise ein direkt mit einer Ausgabeanschlußeinrich tung 112 verbundenes erstes Ende 110, wie beispielsweise ein koaxiales Leitungspaar oder ein anderes geeignet geschirmtes elektrisches Leiterpaar, und ein zweites Ende 108, das im we sentlichen frei von irgendeiner Abschlußimpedanz, d. h. Ab schlußwiderständen, ist. Auf diese Weise passiert das durch den Koppler 100 empfangene modulierte Differenz- bzw. Differential signal das koaxiale Leitungspaar 112 unabhängig von der Aus breitungsrichtung des empfangenen modulierten Differenz- bzw. Differentialsignals, d. h. unabhängig von der Ausbreitungs richtung der jeweiligen elektromagnetischen Wellen, die sich in den einzelnen Segmenten 50 und 60 fortbewegen. Beispielsweise breiten sich am zweiten Ende 108 ankommende Wellen sogleich zum ersten Ende hin aus und von dort zu dem koaxialen Leitungspaar 112, wohingegen am ersten Ende 110 ankommende Wellen eventuell vom widerstandsmäßig nicht abgeschlossenen zweiten Ende 108 zum ersten Ende und von dort zum koaxialen Leitungspaar 112 zurück reflektiert werden. In diesem Fall ermöglicht der Differential koppler 100 vorteilhaft ein kontaktloses Extrahieren von jewei ligen anpassungsfähig phasenungleichen Signalen, die das modu lierte Differenz- bzw. Differentialsignal in der Übertragungs leitung entlang dem vollständigen Umfang des Rotations-Rahmens bilden. Ein Verstärker 114 kann leicht eine vorbestimmte Ver stärkung für die jeweiligen anpassungsfähig phasenungleichen Signale bilden, die dem Differenz- bzw. Differentialkoppler 100 zugeführt werden. Wie für den Fachmann erkennbar ist, kann die Längendimension des Kopplers abhängig vom speziellen Wert der für das modulierte Signal verwendeten Trägerfrequenz variieren. Als Beispiel und nicht als Beschränkung gedacht, kann die Kop plerlänge im Bereich von λ/4 bis λ/8 gewählt werden, wobei λ die Wellenlänge des Trägers in dem Übertragungsleitungsmaterial darstellt. Andere Konfigurationen für den Koppler werden so gleich für den Fachmann offensichtlich. Beispielsweise kann alternativ ein relativ kurzer (z. B. ca. λ/16) mittelangezapfter Koppler anstelle eines Kopplers mit einem widerstandsmäßig nicht abgeschlossenen Ende verwendet werden.

Fig. 3 veranschaulicht einen Querschnitt von einer im wesentli chen ebenen Übertragungsleitung, die wirkungsvoll sowohl für die differenzabhängig betriebenen Übertragungsleitungssegmente und für den Differenz- bzw. Differentialkoppler verwendet wer den können. Beispielsweise zeigt Fig. 3 einen Mikrostreifen bzw. einen Mikrostreifenleiter 200, in dem im wesentlichen pa rallele erste und zweite Signalleiter 202 und 203 und eine Masse-Ebene 206 voneinander durch ein geeignetes dielektrisches Material 204 getrennt sind. Es ist erkennbar, daß eine derar tige im wesentlichen ebene Übertragungsleitung einfach unter Verwendung wohlbekannter gedruckter Schaltungstechniken herge stellt werden kann, die wesentliche Kostenersparnis verglichen mit einem optischen Datenübermittlungsabschnitt ermöglicht. Für zusätzliche Einzelheiten wie Modencharakteristiken der in Fig. 3 gezeigten beispielhaften ebenen Übertragungsleitung und ande rer Parallelleitungseinrichtungen, siehe Seiten 199-208 des Buchs mit dem Titel "Microwave Planar Passive Circuits And Fil ters" von J. Helszajin, veröffentlicht von John Wiley & Sons. Ähnlich kann eine Streifenleiter-Übertragungsleitung, in der die ersten und zweiten Signalleiter in einem jeweiligen dielek trischen Material zwischen zwei Grundebenen eingebettet sind, alternativ für die Übertragungsleitungssegmente und den Koppler verwendet werden. Eine Grundkonstruktion für eine Streifenleiter-Übertragungsleitung ist in Fig. 3 der US- Patentanmeldung Serien-Nr. 08/307 118 gezeigt. Desweiteren muß der Koppler nicht aus einer Streifenleiter-Übertragungsleitung bestehen. Ein geeigneter Leiter, wie ein kurzes Stück von Dop peladern (twin wire), das im wesentlichen parallel zu der be triebenen Übertragungsleitung ausgerichtet ist, wird auch wir kungsvoll funktionieren.

Fig. 4 zeigt ein Schema eines beispielhaften Ausführungsbei spiels für die erfindungsgemäße Vorrichtung 70. Wie in Fig. 4 gezeigt, erzeugt eine Oszillatoreinrichtung 300, wie beispiels weise ein spannungsgesteuerter Oszillator, ein einzelnes Trä gersignal C₀ mit einer veränderbaren Frequenz beispielsweise ansprechend auf den Spannungspegel des von der Steuereinrich tung 74 (Fig. 2) zugeführten Steuersignals. Eine Verteiler- bzw. Spalteinrichtung 302 ist elektrisch mit der Oszillatorein richtung 300 gekoppelt, um das von der Oszillatoreinrichtung 300 empfangene einzelne Trägersignal in zwei im wesentlichen identische Träger-Bestandteil-Signale C_c1 und C_c2 aufzuspalten oder aufzuteilen. Eine Verzögerungsleitung 304, wie beispiels weise eine Koaxialleitung, ist elektrisch mit der Verteiler- bzw. Spalteinrichtung 302 gekoppelt, um eines der zwei Träger- Bestandteil-Signale zu empfangen. Alternativ kann die Verzöge rungsleitung 304 eine im wesentlichen ebene Übertragungsleitung umfassen, wie beispielsweise im Zusammenhang mit Fig. 3 disku tierte Mikrostreifenleiter- oder Streifenleiter-Übertragungs leitungen, außer, daß in diesem Fall die Übertragungsleitung einen einzelnen Signalleiter anstelle der in Fig. 3 gezeigten ersten und zweiten Signalleiter besitzen würde. In jedem Fall besitzt die Verzögerungsleitung 304 eine vorbestimmte Länge L, die in Zyklen von der Trägerfrequenz genügend lang ist, um ein Ausgangssignal mit einer Phasenwinkelverzögerung zu erzeugen, die sich in Übereinstimmung mit der Frequenz des durch die Os zillatoreinrichtung 300 erzeugten einzelnen Trägersignals ver ändert. Es kann gezeigt werden, daß

wobei ΔΦ eine kleine Phasenwinkelverzögerung und Δf einen klei nen Frequenzwechsel darstellt.

Gl. 1 kann folgendermaßen wiederangeordnet werden

Δf ∝ L ΔΦ Gl. 2

was zeigt, daß ein kleiner Wechsel in der Frequenz in einem Verzögerungsleitungsausgangssignal resultieren kann, das eine wesentliche Phasenwinkel-Verzögerung im Hinblick auf das unver zögerte Träger-Bestandteil-Signal besitzt. Es wird anerkannt, daß in diesem Ausführungsbeispiel das Verzögerungsleitungsaus gangssignal bzw. das andere Träger-Bestandteil-Signal (d. h. das unverzögerte Träger-Bestandteil-Signal) die ersten und zweiten Trägersignale ω_c1 und ω_c2 bilden. Derart resultiert der durch die Verzögerungsleitung 304 auferlegte Phasenverzögerungswinkel vorteilhaft in den ersten und zweiten Trägersignalen, die eine Phasenwinkeldifferenz zum genügenden Kompensieren irgendeiner Fehlausrichtung zwischen dem Koppler und der Übertragungslei tung besitzen. Die ersten und zweiten Trägersignale ω_c1 und ω_c2 werden der Reihe nach jeweils den Modulatoreinrichtungen 76₁ und 76₂ zugeführt, um mit Eingabedaten multipliziert oder ge mischt zu werden, wie beispielsweise Bilddaten, die bequem un ter Verwendung einer geeigneten binären Darstellung kodiert werden können. Beispielsweise können die binären Daten unter Verwendung zweier jeweiliger Spannungspegel, wie beispielsweise 0 und +V Volt-Pegeln, kodiert werden. Alternativ könnten die zwei Spannungspegel als -V bzw. +V Spannungspegel gewählt werden.

Fig. 5 zeigt ein alternatives beispielhaftes Ausführungsbei spiel für die Vorrichtung 70. Wie in Fig. 5 gezeigt, besitzt anstelle von einer Veränderung der Frequenz des von der Oszil latoreinrichtung 300 zur Verteiler- bzw. Spalteinrichtung 302 zugeführten einzelnen Trägersignals C₀ in diesem Ausführungs beispiel das von der Oszillatoreinrichtung 300 zugeführte ein zelne Trägersignal C₀ eine im allgemeinen festgelegte Frequenz, d. h. das einzelne Trägersignal C₀ besitzt eine Frequenz mit einem festen vorbestimmten Wert. Eine Phasenverschiebungsschal tung 310 ist gekoppelt, um über einen Widerstand R₁ das Aus gangssignal vom der Verzögerungsleitung 304 zu empfangen. Die Phasenverschiebungsschaltung 310 ist auch gekoppelt, um über einen Widerstand R₂ das andere Träger-Bestandteil-Signal (d. h. das nicht verzögerte Träger-Bestandteil-Signal) zu empfangen, das direkt durch die Verteiler- bzw. Spalteinrichtung 302 zuge führt wird. Die Phasenverschiebungsschaltung 310 ermöglicht ansprechend auf das extern gewonnene Steuersignal die Erzeugung von ersten und zweiten Ausgangssignalen, die jeweils die ersten und zweiten Trägersignale ω_c1 und ω_c2 bilden. Wie in Fig. 5 gezeigt, umfaßt die Phasenverschiebungsschaltung 310 ein Widerstands-Kapazitäts-Netzwerk mit zumindest einem veränderba ren Kondensator C₁, wie beispielsweise einer Varaktordiode oder ähnlichem. Bevorzugterweise wird der Kapazitätswert des Konden sators C₂ gewählt, um an den Kapazitätswert von C₁ bei seinem Mittelbereichswert angepaßt zu sein, so daß irgendein gewünsch ter Differenzphasenwinkelwert, entweder über oder unter 180°, zwischen den jeweiligen Ausgaben des Phasenverschiebungsschal tung 310 erreichbar ist. Es ist offensichtlich, daß in diesem Ausführungsbeispiel die Verzögerungsleitung 304 ein Verzöge rungsleitungsausgangssignal bildet, das eine im wesentlichen feste Phasenverzögerung im Hinblick auf das nicht verzögerte Träger-Bestandteil-Signal besitzt. Beispielsweise kann die durch die Verzögerungsleitung im Hinblick auf das nicht verzö gerte Träger-Bestandteil-Signal gebildete feste Phasenverzöge rung 180° betragen. Es ist für den Fachmann erkennbar, daß andere Schemen zum elektronischen Verändern der Phasenwinkel differenz zwischen den zwei Modulatoreinrichtungsausgaben gleich effektiv sein werden. Beispielsweise könnte die Verzöge rungsleitung 304 leicht weggelassen werden, wenn die Verteiler- bzw. Spalteinrichtung 302 modifiziert würde, um im wesentlichen phasenungleiche Ausgangssignale anstelle der im wesentlichen identischen Träger-Bestandteil-Signale C_c1 und C_c2 zu bilden.

Fig. 6 zeigt ein vereinfachtes Blockschaltbild einer beispiel haften Empfängereinrichtung 400, wie beispielsweise eines Differenz-Puls-Amplituden(DPAM)-Modulationsempfängers, der praktisch zum Empfangen der jeweiligen modulierten Signale in der differenzabhängig betriebenen Übertragungsleitung verwendet werden kann. Wenn es gewünscht ist, dann kann die volle Ausnut zung der Differenz- bzw. Differentialsignale durch Verwendung einer 180° Hybrid-Leistungs-Kombinationseinrichtung 402 er reicht werden, d. h. die Leistungs-Kombinationseinrichtung 402 kombiniert die im wesentlichen phasenungleichen modulierten Signale zu einem einzelnen kombinierten Ausgabesignal. Ein Bandpaßfilter 404 ist bei einer vorbestimmten Trägerfrequenz angeordnet und schützt das kombinierte Ausgangssignal von der Kombinationseinrichtung 402 vor Interferenz von außen. Ein Ver stärker 406 erzeugt irgendeine gewünschte Signalverstärkung und ein Mischer 408 demoduliert das kombinierte Signal unter Ver wendung irgendeiner Demodulationstechnik, die für die besondere in der Vorrichtung 70 (Fig. 2) verwendete Modulationstechnik geeignet ist. Ein Tiefpaßfilter 410 entfernt oder filtert ir gendeine Außerband-Frequenzkomponente, die durch den Mischer 408 erzeugt wurde. Es ist erkennbar, daß viele andere Techniken sogleich für die Demodulation der durch die Übertragungsleitung gebildeten modulierten Differenz- bzw. Differentialsignale ver wendet werden können. Beispielsweise könnte auch ein unkompli zierter Halbwellen- oder Vollwellen-Gleichrichter und ein geei gnetes Tiefpaßfilter die gewünschte Signaldemodulation bilden, wenn gewünscht. Der in Fig. 6 gezeigte Differenz- bzw. Diffe rentialempfänger kann einen 3 dB Signalpegelzunahme über einen Eintakt-Empfänger (single ended receiver) bilden und einen Extraschutz gegen Gleichtakt (common mode) äußere Interferenz bilden. Jedoch wird die Empfindlichkeit gegenüber äußerer In terferenz bereits im wesentlichen niedrig, da der Kopplerausga beanschluß durch koaxiale Leiter und durch die Mikrostreifen- Masse-Ebene, die ein Teil des Koppler ist, geschirmt sind. So mit ist die Verwendung eines Differenz- bzw. Differentialemp fängers im allgemeinen nicht erforderlich, außer eine weitere Auslöschung von Gleichtakt äußerer Interferenz ist gewünscht. Das heißt, das modulierte Signal von gerade einer der Eingangs leitungen ist in einem Eintakt-Empfänger ausreichend, da we sentliche elektromagnetische Strahlungsauslöschung auftritt, wenn beide Eingangsleitungen geeignet abgeschlossen und ge schirmt sind. Beispielsweise würde ein Eintakt-Empfänger nur eine der in Fig. 6 gezeigten Eingangsleitungen verwenden und würde keine Leistungskombinationseinrichtung 402 verwenden.

Obwohl verschiedene besondere Konstruktionen für die vorliegen de Erfindung angegeben wurden, ist offensichtlich, daß diese nur zu Veranschaulichungszwecken dienen. Zahlreiche Modifizie rungen und Anpassungen sind leicht für Fachleute offensicht lich, ohne vom Wesen oder vom Schutzbereich der Erfindung abzu weichen. Beispielsweise, obwohl die Übertragungsleitungssegmen te als entlang dem Rotations-Rahmen oder Faßlager 15 (Fig. 1) rotierend beschrieben wurden und der Koppler als am stationären Rahmen 12 (Fig. 1) befestigt beschrieben wurde, ist es auch möglich, anstelle davon die Übertragungsleitungssegmente sta tionär zu machen und den Koppler auf dem Rotations-Rahmen zu montieren, d. h. die stationäre und rotierende mechanische Mon tage für den Koppler und die Übertragungsleitungssegmente kann einfach ausgetauscht werden mit gleich effektiven Ergebnissen. Demzufolge ist beabsichtigt, daß die Erfindung nur durch den Schutzbereich der nachfolgenden Ansprüche beschränkt ist.

Vorrichtung zum Verringern von elektromagnetischer Strahlung von einer differenzabhängig betriebenen Übertragungsleitung, die für hohe Datenraten-Übermittlung in einem Computer-Tomo graphie(CT)-System verwendet wird. Die Vorrichtung enthält eine Trägererzeugungseinrichtung zum Erzeugen von ersten und zweiten Trägersignalen mit einem anpaßbaren Phasenverschiebungswinkel zwischeneinander ansprechend auf ein daran angelegtes extern gewonnenes Steuersignal, und eine Modulationseinrichtung, wie symmetrische Modulatoreinrichtungen, die jeweils mit der Träge rerzeugungseinrichtung gekoppelt sind, zum Empfangen der ersten und zweiten Trägersignale und zum Empfangen eines extern gewon nenen Datensignals, wie beispielsweise Bilddaten, um erste und zweite modulierte Ausgabesignale mit einer auswählbaren Phasen winkeldifferenz zwischeneinander, in Übereinstimmung mit der Phasenverschiebung zwischen den ersten und zweiten Trägersigna len zu erzeugen. Die Phasenwinkeldifferenz wird ausgewählt, um eine Bildung von Lecksignalen aufgrund von zwischen dem Koppler und der Übertragungsleitung auftretender Fehlausrichtung wäh rend relativer Bewegung dazwischen zu vermeiden, wodurch elek tromagnetische Strahlung von der Übertragungsleitung und dem Koppler verringert wird.

Claims

1. Vorrichtung zum Verringern von elektromagnetischer Strahlung von einer differenzabhängig betriebenen Übertragungsleitung, die für hohe Datenraten-Übermittlung in einem Computer-Tomo graphie(CT)-System verwendet wird, mit:
einer Trägererzeugungseinrichtung (72) zum Erzeugen von ersten und zweiten Trägersignalen (ω_c1, ω_c2) mit einem anpaßbaren Pha senverschiebungswinkel zwischeneinander ansprechend auf ein extern gewonnenes daran angelegtes Steuersignal, und einer Modulationseinrichtung (76₁, 76₂), die mit der Trägerer zeugungseinrichtung (72) gekoppelt ist, um die ersten und zwei ten Trägersignale (ω_c1, ω_c2) zu empfangen und ein extern gewon nenes Datensignal zu empfangen, um erste und zweite modulierte Ausgangssignale (M₁, M₂), die eine veränderbare Phasenwinkel differenz zwischeneinander besitzen, in Übereinstimmung mit der Phasenverschiebung zwischen den ersten und zweiten Trägersigna len (ω_c1, ω_c2) zu erzeugen, wobei die Phasenwinkeldifferenz ausgewählt ist, um im wesentlichen die Bildung von Lecksignalen aufgrund von auftretender Fehlausrichtung zwischen dem Koppler (100) und der Übertragungsleitung (40; 200) aufgrund von rela tiver Bewegung dazwischen zu vermeiden, wodurch elektromagneti sche Strahlung von der Übertragungsleitung (40; 200) und dem Koppler (100) verringert wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägererzeugungseinrichtung (72)
eine Oszillatoreinrichtung (300) zum Erzeugen eines einzelnen Trägersignals (C₀) mit einer veränderbaren Frequenz ansprechend auf das extern gewonnene Steuersignal,
eine Verteilereinrichtung (302) zum Aufteilen des einzelnen Trägersignals (C₀) in zwei im wesentlichen identische Träger- Bestandteil-Signale (C_c1, C_c2), und
eine mit der Verteilereinrichtung (302) gekoppelte Verzöge rungsleitung (304) zum Empfangen eines der zwei Träger-Be standteil-Signale (C_c1, C_c2) umfaßt,
wobei die Verzögerungsleitung (304) eine vorbestimmte Länge (L) besitzt, die ausreichend ist, um ein Ausgangssignal mit einer veränderbaren Phasenwinkelverzögerung in Übereinstimmung mit der Frequenz des von der Oszillatoreinrichtung (300) erzeugten einzelnen Trägersignals (C₀) zu erzeugen,
wobei das Verzögerungsleitungsausgangssignal bzw. das andere Träger-Bestandteil-Signal die ersten und zweiten Trägersignale (ω_c1, ω_c2) bilden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägererzeugungseinrichtung (72)
eine Oszillatoreinrichtung (300) zum Erzeugen eines einzelnen Trägersignals (C₀),
eine Verteilereinrichtung (300) zum Aufspalten des einzelnen Trägersignals (C₀) in zwei im wesentlichen identische Träger- Bestandteil-Signale (C_c1, C_c2),
eine mit der Verteilereinrichtung (302) gekoppelte Verzöge rungsleitung (304) zum Empfangen eines der zwei Träger- Bestandteil-Signale (C_c1, C_c2), wobei die Verzögerungsleitung (304) eine vorbestimmte Länge (L) ausreichend zum Erzeugen ei nes Ausgangssignals mit einer vorbestimmten Phasenwinkelverzö gerung besitzt, und
eine mit der Verzögerungsleitung (304) zum Empfangen des Aus gangssignals von der-Verzögerungleitung (304) und mit der Spal teinrichtung zum Empfangen des anderen der Träger-Bestandteil- Signale (C_c1, C_c2) gekoppelte Phasenverschiebungsschaltung (310), um ansprechend auf das extern gewonnene Steuersignal erste bzw. zweite Ausgangssignale zu erzeugen, die die ersten und zweiten Trägersignale (ω_c1, ω_c2) bilden, umfaßt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägererzeugungseinrichtung (72)
eine Oszillatoreinrichtung (300) zum Erzeugen eines einzelnen Trägersignals (C₀);
eine Verteilereinrichtung (302) zum Aufspalten des einzelnen Trägersignals (C₀) in zwei Träger-Bestandteil-Signale, die im wesentlichen phasenungleich zueinander sind; und
eine mit der Verteilereinrichtung (302) gekoppelte Phasenver schiebungsschaltung (310) zum Empfangen der zwei Träger- Bestandteil-Signale, um ansprechend auf das extern gewonnene Steuersignal erste bzw. zweite Ausgangssignale zu erzeugen, die die ersten und zweiten Trägersignale (ω_c1, ω_c2) bilden, umfaßt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeich net, daß die Modulationseinrichtung (76₁, 76₂) erste und zweite symme trische Modulatoreinrichtungen umfaßt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wenn von Anspruch 2 oder 3 ab hängig, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsleitung (304) eine Koaxialleitung umfaßt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, wenn von Anspruch 2 oder 3 ab hängig, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsleitung (304) eine im wesentlichen ebene Über tragungsleitung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Mikro streifenleiter- und Streifenleiter-Übertragungsleitungen um faßt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, wenn von Anspruch 3 oder 4 ab hängig, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenverschiebungsschaltung (310) ein Widerstands- Kapazitäts-Netzwerk mit zumindest einem veränderbaren Kondensa tor (C₁) umfaßt.

9. Computer-Tomograpie-System mit:
einer Trägererzeugungseinrichtung (72) zum Erzeugen von ersten und zweiten Trägersignalen (ω_c1, ω_c2) mit einem anpaßbaren Pha senverschiebungswinkel zwischeneinander ansprechend auf ein extern gewonnenes daran angelegtes Steuersignal,
einer Modulationseinrichtung (76₁, 76₂), die mit der Trägerer zeugungseinrichtung (72) gekoppelt ist, um die ersten und zwei ten Trägersignale (ω_c1, ω_c2) zu empfangen und ein extern gewon nenes Datensignal zu empfangen, um erste und zweite modulierte Ausgangssignale (M₁, M₂), die eine veränderbare Phasenwinkel differenz zwischeneinander besitzen, in Übereinstimmung mit der Phasenverschiebung zwischen den ersten und zweiten Trägersig nalen (ω_c1, ω_c2) zu erzeugen,
einer Übertragungsleitung (40; 200) mit ersten und zweiten Si gnalleitern (202, 203), die mit der Modulationseinrichtung (76₁, 76₂) gekoppelt sind, um jeweils die ersten und zweiten modulierten Signale (M₁, M₂) zu empfangen, und
einem Koppler (100) mit ersten und zweiten Signalleitern, die genügend nahe an der Übertragungsleitung (40; 200) angeordnet sind, um eine Hochfrequenzkopplung dazwischen durchzuführen, um die jeweiligen sich in der Übertragungsleitung (40; 200) aus breitenden modulierten Signale (M₁, M₂) zu empfangen, wobei die Phasenwinkeldifferenz zwischen den ersten und zweiten modulier ten Signalen (M₁, M₂) ausgewählt ist, um im wesentlichen die Bildung von Lecksignalen aufgrund von Fehlausrichtung zwischen dem Koppler (100) und der Übertragungsleitung (40; 200) während relativer Bewegung dazwischen zu vermeiden, um dadurch elektro magnetische Strahlung von der Übertragungsleitung (40; 200) und dem Koppler (100) zu verringern.

10. Computer-Tomographie-System nach Anspruch 9, dadurch ge kennzeichnet, daß die Trägererezugungseinrichtung (72)
eine Oszillatoreinrichtung (300) zum Erzeugen eines einzelnen Trägersignals (C₀) mit einer veränderbaren Frequenz ansprechend auf das extern gewonnene Steuersignal,
eine Verteilereinrichtung (302) zum Aufteilen des einzelnen Trägersignals (C₀) in zwei im wesentlichen identische Träger- Bestandteil-Signale (C_c1, C_c2), und
eine mit der Verteilereinrichtung (302) gekoppelte Verzöge rungsleitung (304) zum Empfangen eines der zwei Träger- Bestandteil-Signale (C_c1, C_c2) umfaßt,
wobei die Verzögerungsleitung (304) eine vorbestimmte Länge (L) besitzt, die ausreichend ist, um ein Ausgangssignal mit einer veränderbaren Phasenwinkelverzögerung in Übereinstimmung mit der Frequenz des von der Oszillatoreinrichtung (300) erzeugten einzelnen Trägersignals (C₀) zu erzeugen,
wobei das Verzögerungsleitungsausgangssignal bzw. das andere Träger-Bestandteil-Signal die ersten und zweiten Trägersignale (ω_c1, ω_c2) bilden.

11. Computer-Tomographie-System nach Anspruch 9, dadurch ge kennzeichnet, daß die Trägererzeugungseinrichtung (72)
eine Oszillatoreinrichtung (300) zum Erzeugen eines einzelnen Trägersignals (C₀),
eine Verteilereinrichtung (302) zum Aufteilen des einzelnen Trägersignals (C₀) in zwei im wesentlichen identische Träger- Bestandteil-Signale (C_c1, C_c2),
eine mit der Verteilereinrichtung (302) gekoppelte Verzöge rungsleitung (304) zum Empfangen eines der zwei Träger- Bestandteil-Signale (C_c1, C_c2), wobei die Verzögerungsleitung (304) eine vorbestimmte Länge (L) ausreichend zum Erzeugen ei nes Ausgangssignals mit einer vorbestimmten Phasenwinkelverzö gerung besitzt, und
eine mit der Verzögerungsleitung (304) zum Empfangen des Aus gangssignals von der Vorzögerungleitung (304) und mit der Ver teilereinrichtung (302) zum Empfangen des anderen der Träger- Bestandteil-Signale (C_c1, C_c2) gekoppelten Phasenverschiebungs schaltung (310), um ansprechend auf das extern gewonnene Steu ersignal erste bzw. zweite Ausgangssignale zu erzeugen, die die ersten und zweiten Trägersignale (ω_c1, ω_c2) bilden, umfaßt.

12. Computer-Tomographie-System nach Anspruch 9, dadurch ge kennzeichnet, daß die Trägererzeugungseinrichtung (72)
eine Oszillatoreinrichtung (300) zum Erzeugen eines einzelnen Trägersignals (C₀),
eine Verteilereinrichtung (302) zum Aufteilen des einzelnen Trägersignals (C₀) in zwei Träger-Bestandteil-Signale, die im wesentlichen phasenungleich zueinander sind, und
eine mit der Verteilereinrichtung (310) gekoppelte Phasenver schiebungsschaltung (310) zum Empfangen der zwei Träger- Bestandteil-Signale, um ansprechend auf das extern gewonnene Steuersignal erste bzw. zweite Ausgangssignale zu erzeugen, die die ersten und zweiten Trägersignale (ω_c1, ω_c2) bilden, umfaßt.

13. Computer-Tomographie-System nach Anspruch 10, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulationseinrichtung (76₁, 76₂) erste und zweite symme trische Modulatoreinrichtungen umfaßt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, wenn von Anspruch 10 oder 11 abhängig, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsleitung (304) eine Koaxialleitung umfaßt.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13, wenn von Anspruch 10 oder 11 abhängig, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsleitung (304) eine im wesentlichen ebene Über tragungsleitung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Mikro streifenleiter- und Streifenleiter-Übertragungsleitungen umfaßt.

16. Vorrichtung nach Anspruch 13, wenn von Anspruch 11 oder 12 abhängig, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenverschiebungsschaltung (310) ein Widerstands- Kapazitäts-Netzwerk mit zumindest einem veränderbaren Kondensa tor (C₁) umfaßt.